基于滑模同步控制的履带式作业机全向调平系统研究

针对现有丘陵山区履带式作业机底盘大坡地作业时易侧翻、安全性差的问题,基于“三层车架”式丘陵山区履带式作业机结构方案,设计了一种互联式全向液压调平系统,提出了基于扰动观测器的滑模同步控制方法,降低了单液压缸位置误差以及双液压缸同步误差。AMEsim-Simulink联合仿真结果表明:基于滑模同步位置控制的履带式作业机全向调平系统优于传统PID控制,全向调平中20°横向调平时间减小1.6 s,25°纵向调平时间减小1.8 s,上升时间平均缩短21.8%,调平时间平均缩短35.5%,同步位置控制误差保持在±6×10^(-4) m内。在此基础上,对3层车架式丘陵山区履带式作业机样机进行了实机测试,其中全向调平机身倾角平均误差为2.55%,液压缸平均同步误差为8.2%,测试结果验证了履带式作业机全向调平系统的可行性与优越性。

马铃薯整地施肥播种联合作业机的研制与试验

依据现阶段马铃薯播种机械发展现状,结合本地农民对播种机的现实需求,设计了一款马铃薯整地施肥播种联合作业机。对机具进行总体结构设计和主要参数确定,在对关键部件进行详细设计计算的基础上,制作了马铃薯联合作业机的试验样机,并进行大量田间试验。试验结果表明,设计的马铃薯联合作业机各项指标满足国家标准要求。

DYJ150型海洋带压作业机研制

针对国内没有满足海洋环境施工需求的带压作业机现状,研制了DYJ150型海洋带压作业机。该带压作业机通过使用模块化设计方案和快拆式结构,将单个组装模块的质量控制在海洋吊机的承载范围内,满足了海洋环境吊装需求,安装、拆卸方便快捷;采用高承载能力的举升/下压系统,并内置伸缩式油管防挠装置,增强了带压作业机的作业能力,扩展了其应用范围,满足了海洋复杂井的施工需求;采用大扭矩、高转速油浴润滑式旋转系统,并集成有冷却系统,满足了长时间连续钻塞、磨铣等特种作业需求;采用多功能工作窗,能够在管重和管轻2种不同工况下,快速完成工具串的安装和拆卸。所得结论可为海洋环境油气田带压作业技术的应用提供参考。

党参露头栽培覆膜覆土联合作业机设计与田间试验

为解决中药材党参平作移栽深度苗头发芽技术难题,采用理论分析和试验验证的方法,从改进根茎类中药材移栽方式入手,对党参机械化露头栽培进行了重点探析,同时开展机具的关键部件设计和田间试验。试验结果表明:所设计的党参铺膜覆土露头栽培联合作业机,可一次完成开沟、放苗、铺膜、覆土及镇压等多道工序,能有效地降低劳动强度,节本达到3007.5元/hm2以上,具有显著的经济效益和社会效益。研发的党参露头栽培覆膜覆土联合作业机机械化移栽作业可减轻农民劳动强度,提高药材品质,对扩大党参机械化种植面积,发展壮大甘肃省中药材产业更好更快发展及农民增收、农村发展和农业经济的支撑力不断增强,推动新时期甘肃省乡村振兴战略和全面实现小康社会具有重要的现实意义。

基于QBP-PID的履带式作业机全向调平控制研究

针对丘陵山区农业机械作业时的机身倾角变化大、工作品质和作业安全性差等问题,以履带式作业机为研究对象,设计了一种基于“3层车架”的液压全向调平系统,并提出了复合Q学习-BP神经网络-PID(QBP-PID)的全向调平控制策略。首先,给出了全向调平整机结构方案和工作原理,在此基础上,建立了包含全向调平系统的履带式作业机整机动力学模型。然后,针对PID控制参数难以整定的问题,通过BP神经网络对PID控制参数进行实时更新,并引入Q学习算法对神经网络连接权值进行在线更新,建立了全向调平复合QBP-PID控制器。仿真结果表明,QBP-PID控制下,20°横向调平时间为2.8 s, 25°纵向调平时间为3.2 s,相较于PID与BP-PID控制,减小了调平时间,并且未出现超调量。最后,进行横坡路面和纵坡路面的整机试验,与仿真结果相比,横向和纵向调平时间误差为0.6 s和0.4 s,且平地路面机身倾角小于1.5°,满足丘陵山区农业机械调平性能需求。

马铃薯碎土整地联合作业机设计与试验

针对东北地区整地作业中,结块多、土壤残茬严重、犁底层加厚等问题,根据我国现有的东方红-75/802型拖拉机的动力条件,设计了一种适用于马铃薯田的驱动式碎土整地联合作业机。该机是根据国外先进的土壤保护耕作法,结合东北地区土壤情况和马铃薯田整地要求设计的一种机具。本文阐述了机器整体结构及工作原理,设计了碎土辊,分析了碎土辊运动过程、碎土辊工作过程中楔形齿所受的阻力及碎土辊作业时所需功率,基于EDEM离散元仿真技术,建立了部件-土壤仿真模型,以土壤破碎率为试验指标,以碎土直齿末端倾角、碎土直齿边长和机组速度为试验因素进行仿真试验,在仿真基础上进行田间试验,试验结果表明,所设计的碎土整地联合作业机碎土率为98.45%、平均耕深为14.5 cm、机组速度为5.7 m/s、碎土辊消耗功率为19.24 kW,具有良好的作业效果,满足马铃薯田整地作业要求。

丘陵山区履带式作业机全向调平系统设计与性能试验

针对丘陵山区农业机械作业时机身倾角变化大,工作品质和安全性较差的问题,该研究设计了一种履带式作业机全向调平系统。首先,提出了基于“三层车架”的铰接式全向调平系统结构方案,给出了调平系统液压回路与工作原理。其次,进行了全向调平性能关于关键结构参数的敏感度分析。并在此基础上,以调平系统关键结构参数为优化变量,液压油缸平均推力和调平时间为优化目标,设计了多目标遗传算法优化关键结构参数。然后,建立了全向调平整机倾翻模型,通过分析履带式作业机静态极限横向倾翻角、静态纵向极限倾翻角以及动态极限行驶速度验证整机倾翻稳定性。与未调平履带式作业机相比,调平后的作业机静态横/纵向极限倾翻角分别提高了7.1%和13.5%,动态极限行驶速度提高了3.4%。最后,进行了履带式作业机全向调平性能试验。结果表明,静态试验下,履带式作业机横向和纵向调平时间为分别3.4和3.6 s;动态试验下,全向调平履带式作业机能够明显减小最大机身倾角,并迅速调平,在平地路面以及完成调平后的机身倾角能够保持在±1.5°以内,满足丘陵山区性能需求,验证了全向调平系统的工作有效性。

4MKJ残膜回收打捆与秸秆粉碎联合作业机的研制与试验

为提高新疆秋后棉田残膜回收机械化水平,解决传统残膜回收机械普遍存在的残膜回收率低、回收残膜含杂率高、残膜易缠绕和作业效率低等问题,本文研制了4MKJ残膜回收打捆与秸秆粉碎联合作业机,主要用于棉花秋收后当年残膜回收打捆与秸秆粉碎还田。文中介绍了联合作业机的结构组成、工作原理、主要技术参数、技术特点、样机试制及田间试验情况。

履带式油茶垦复多功能作业机越障性能分析及试验

为了提高油茶的产量及防治病虫害,必须对油茶林地进行垦复、施肥、修剪、开沟、培土等一系列农艺作业。为此,设计了一款履带式油茶多功能作业机,采用履带式驱动,并配备多功能接头,可以通过不同的作业附件满足油茶不同的作业需求。油茶主要种植在丘陵山地区域,其越障性能是此类作业机械的关键因素。因此,结合履带式作业机越障性能的相关研究成果及此多功能作业机的力学特性,建立了越障力学模型,并通过试验分析了其越障性能,旨在为油茶林地实现机械化作业时所需的地表平整度提供了理论参考。

DYJ80型自动化带压作业机研制及应用

针对目前国内外还没有全流程自动化带压作业成套设备的现状,研制了DYJ80型自动化带压作业机。该作业机通过采用动力猫道机、动力管桥、提管滑车、缓冲机械手、液压钳滑车、复合励磁接箍检测装置等多种自动化机具以及智能化控制系统,实现了油管输送、油管翻转、油管扶正、油管上卸扣、接箍识别、接箍定位、管柱起下、环空压力控制、闸板防撞、钻井液防溅等全部作业过程的自动检测和控制。其中:接箍高度定位满足自动化上卸扣需求,双级油管扶正对中满足自动化上扣需求,接箍检测装置识别接箍信号准确、可靠,接箍位置动态跟踪系统满足自动化开关防喷器和卡瓦需求。所得结论可为油田自动化带压作业技术的应用提供参考。

丘陵山区履带式作业机全向调平系统设计

由于丘陵山区地形复杂、路面凹凸不平、坡度大,履带式作业机运行过程中的平衡和稳定是安全、高效作业的重要保障,并由调平系统性能所决定。文章根据丘陵山区农业机械作业需求,确定了履带式作业机调平系统的总体要求,提出了基于“三层车架”的液压全向调平系统的结构方案和工作原理,为履带式作业机整机动力学模型构建和调平控制器设计奠定了基础。

国产连续管作业机的研究现状及应用

连续管作业技术及装备是我国油气田勘探开发、提质增效不可或缺的工程利器。介绍了我国连续管作业技术的发展历程,以及连续管作业机的技术现状,对连续管作业机关键部件的技术发展情况进行了分析,总结了我国典型连续管作业机的分类、作业参数、使用场景、适应工艺以及现场应用效果,结合我国油气开发和连续管作业技术的实际情况,提出了连续管作业机的发展方向,为我国连续管作业机的研究和应用提供参考。

连续管作业机载荷实时监测预警系统开发及应用

针对连续管作业机载荷需要实时监控并采集数据进行实时分析预警的问题,文章基于作业机装备从分析载荷传感器工作原理入手,建立了软硬件的实时通讯。运用组态软件,搭建了集实时数据管理、历史数据管理、报警管理为一体的实时监测预警系统,现场自动起下连续管试验取得良好效果。研究结果表明:应用系统能监测不同工况下载荷数据变化情况,解决了实时预警难题,为现场安全作业提供参考,同时可提取并分析数据异常点,为连续管自动控制模型算法研究提供数据支撑。该系统的成功开发及应用为连续管作业机全工艺过程参数监控系统的研发打下了基础。

LG90/50Q型轨道式一体化连续管作业机研制

目前,国内外丛式平台井、大斜度长水平井数占比逐步攀升,大部分油气田已步入生产开发中后期,采油、修井作业任务频繁,对现场作业设备的自动化、智能化程度提出了更高要求。针对现有采油、修井机以及连续管作业设备进行平台井采油、修井作业时存在频繁运移、拆装调整井口设备、作业劳动强度大等问题,研制了一种可适应采油、修井及其它常规作业工艺的轨道式一体化连续管作业机。该作业机采用双轨道撬装形式,可实现井口设备快速运移、拆装及高度和水平方位调整,连续管装备与井口支架可同时实现修井及采油作业配套设备快速转换等。应用结果表明:轨道式一体化连续管作业机整体操控运行灵敏且满足作业要求,配套设备拆装自动化程度高,修井采油作业工艺设备实现快速转换,减轻了现场人员劳动强度。

神奇的“万能作业机”

一根几千米长的油管,连上不同的工具就有不同的功能:洗井、冲砂、气举、压裂、修井……这被称为“万能作业机”的连续油管设备,天然就具有“万能”作用吗?让我们一探究竟.

一种环保型智能化果园作业机的液压系统设计

果园作业机自动化操作能有效提高果园现代化水平。通过介绍升降平台液压系统、平稳爬坡液压系统、安全转向液压系统等几种果园作业机液压系统,阐述了果园作业机的发展趋势,以期有效解决果园作业机平台自由升降、整体平稳爬坡、机具安全转向等现实问题,为作业机适应山地特殊地况正常运行提供了技术保障。

高垄平台联合作业机的研究设计

“高垄平台”耕法是治理低湿易涝地的有效手段。为此,给“高垄平台”耕法配套了主要作业机具—播种机,以保障此耕法的顺利实施,保障低湿易涝地丰产丰收。对机器的总体配置和关键部件进行具体设计和试验。经过3年试验表明,该机器增产效果明显,具有很好的推广前景。

多功能水葫芦清理作业机方案设计

本文针对福建省水域水葫芦泛滥现象,提出了由机动自航船具有打捞沥水、脱水减重、打浆减量、固液分离、初步干燥等6个系统组成的多功能水葫芦清理作业机的设计方案,以供有关决策部门、工厂企业参考。

马铃薯收获与气力辅助残膜回收联合作业机设计与试验

针对大面积推广大垄双行覆膜马铃薯栽培模式所造成的田间残膜污染问题,设计了马铃薯收获与气力辅助残膜回收联合作业机,一次作业可同步实现薯块挖掘铺条与残膜回收。通过对样机关键作业部件进行设计选型,确定了阶梯挖掘铲、土薯抖动升运装置及浮动式气力卷膜装置结构及作业参数,分析了浮动式气力卷膜装置作业过程,得出确保该装置不产生残膜滞留堵塞、拉断及打滑现象的必要条件,对地轮田间行走产生不滑动的滚动条件进行了分析计算,并完成了样机相关作业性能试验。田间试验结果表明,当联合作业机作业速度为1.8~2.0 km/h时,残膜回收率为91.6%,明薯率为96.8%,伤薯率为2.3%,试验指标均达到了国家和行业标准要求,试验结果满足设计要求。

收膜整地多功能作业机的研究

研究和设计了一种收膜整地多功能作业机,介绍了机器的结构和工作过程及主要工作部件的设计原理,通过分析研究取得了最佳的结构和工作参数。试验结果表明机器采用起膜铲、拾膜轮和推板机构相配合完成拾膜工艺过程并在起膜铲后配置旋耕和其它整地部件,结构紧凑,工艺原理新颖合理;机器适用于70cm的垄作农田双行作业,也适用于100cm的大垄单行作业,也可根据作业要求选择其中不同的功能。